RU2451842C2 - Test technique for hydrocylinders of charge mechanism on mobile machine - Google Patents
Test technique for hydrocylinders of charge mechanism on mobile machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451842C2 RU2451842C2 RU2010126419/06A RU2010126419A RU2451842C2 RU 2451842 C2 RU2451842 C2 RU 2451842C2 RU 2010126419/06 A RU2010126419/06 A RU 2010126419/06A RU 2010126419 A RU2010126419 A RU 2010126419A RU 2451842 C2 RU2451842 C2 RU 2451842C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- hydraulic
- rod
- hydraulic cylinder
- flow rate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытания и технического диагностирования машин, в частности к способу испытания гидроцилиндров механизма навесной системы мобильной машины, и может быть применено на месте эксплуатации. В процессе эксплуатации гидрофицированных машин, при поиске неисправности или определении остаточного ресурса, возникает необходимость в оценке технического состояния силовых гидроцилиндров, прежде всего уплотнений их поршней и штоков непосредственно на машине.The invention relates to the field of testing and technical diagnosis of machines, in particular to a method for testing hydraulic cylinders of the hinged system of a mobile machine, and can be applied on site. In the process of operating hydraulic machines, when troubleshooting or determining the residual life, there is a need to assess the technical condition of power hydraulic cylinders, especially the seals of their pistons and rods directly on the machine.
Известен способ испытания гидроцилиндров без разрыва питающих гидролиний, заключающийся в том, что при запущенном двигателе и прогретой рабочей жидкости в гидросистеме проверяется усадка штока под действием части веса машины путем вывешивания ее на рабочем оборудовании при его упоре о грунт за фиксированное время (например, 30 мин). Действительная усадка штока сравнивается с допустимой усадкой, и делается заключение об исправности гидроцилиндра. При отсутствии течи по штоку оценивается только уплотнение поршня. Возрастающее при увеличении нагрузки от веса машины давление рабочей жидкости в гидросистеме ограничивается давлением срабатывания предохранительного клапана. Проверяется также поверхность штока на предмет наличия забоин, царапин и т.п. (Морозов А.Х. Техническая диагностика в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1979, с.155).A known method of testing hydraulic cylinders without breaking the supply lines, which consists in the fact that when the engine is running and the working fluid is warm in the hydraulic system, the shrinkage of the rod is checked under the influence of part of the weight of the machine by hanging it on the working equipment when it is resting on the ground for a fixed time (for example, 30 min ) Actual shrinkage of the rod is compared with the permissible shrinkage, and a conclusion is made about the serviceability of the hydraulic cylinder. If there is no leak on the stem, only the piston seal is evaluated. When the load increases due to the weight of the machine, the pressure of the working fluid in the hydraulic system is limited by the response pressure of the safety valve. The surface of the stem is also checked for nicks, scratches, etc. (Morozov A.Kh. Technical diagnostics in agriculture. - M.: Kolos, 1979, p.155).
Недостатками способа являются: возможность утечек рабочей жидкости через золотник гидрораспределителя, что снижает точность способа; ограниченность применения, так как не все гидроцилиндры можно проверять таким способом, то есть под нагрузкой от собственного веса машины; требуется большое количество однотипных предварительных испытаний различных марок машин для определения допустимой усадки штока, так как для каждого типоразмера гидроцилиндров и каждой марки машин искомая допустимая усадка может иметь различное значение; таким образом, подобные испытания характеризуются большой трудоемкостью предварительных разборочно-сборочных и дефектовочных работ.The disadvantages of the method are: the possibility of leakage of the working fluid through the valve spool, which reduces the accuracy of the method; limited use, since not all hydraulic cylinders can be checked in this way, that is, under load from the dead weight of the machine; a large number of the same type of preliminary tests of various brands of machines is required to determine the permissible shrinkage of the rod, since for each type of hydraulic cylinders and each brand of machines the desired permissible shrinkage can have different meanings; Thus, such tests are characterized by the great complexity of the preliminary dismantling, assembly and troubleshooting work.
Известен способ испытания гидросистемы навески трактора, при котором пускают двигатель, прогревают рабочую жидкость в гидросистеме, нагружают механизм навески с постоянно возрастающим усилием, обеспечивающим неполный ход - запас хода штока гидроцилиндра, вначале до давления срабатывания автомата золотника, а затем до срабатывания предохранительного клапана, при этом давление срабатывания автомата золотника и предохранительного клапана определяют по параметрам: перемещение штока гидроцилиндра и усилие, приложенное к механизму навески. В результате представляется возможным определить техническое состояние таких узлов, как гидрораспределитель и предохранительный клапан. С целью упрощения технологии испытания процесс не связан с подсоединением приборов к гидросистеме механизма навески и скоротечен (патент Российской Федерации RU №2157472 С2, МПК F15B 19/00, 1997, опубликовано 10.10.2000).A known method of testing the hydraulic system of the tractor’s suspension, in which the engine is started, the working fluid in the hydraulic system is heated, the suspension mechanism is loaded with a constantly increasing force, providing an incomplete stroke - the hydraulic cylinder rod’s power reserve, first up to the operating pressure of the spool automaton, and then until the safety valve operates, at the operating pressure of the spool machine and the safety valve is determined by the parameters: movement of the hydraulic cylinder rod and the force applied to the canopy mechanism ki. As a result, it seems possible to determine the technical condition of such components as the control valve and safety valve. In order to simplify the testing technology, the process is not associated with connecting devices to the hydraulic system of the linkage mechanism and is short-lived (patent of the Russian Federation RU No. 2157472 C2, IPC F15B 19/00, 1997, published on 10.10.2000).
Суть этого способа заключается в том, что по заранее подготовленным в процессе предварительных испытаний машин графикам зависимости давления р рабочей жидкости в гидросистеме от усилия F на оси подвеса груза и от хода S штока цилиндра механизма навески по перемещению (выходу и усадке) штока цилиндра определяют давление срабатывания автоматического устройства и предохранительного клапана гидрораспределителя. Составление подобных графиков в ходе предварительных испытаний различных машин также потребует значительной трудоемкости работ. При этом методика проверки и регулировки давления рабочей жидкости в гидросистеме (посредством клапана предохранительного устройства распределителя) при помощи манометра, имеющегося в ЗИП трактора, дана в заводской инструкции по эксплуатации. К тому же приведенный способ испытания гидросистемы не предусматривает оценку технического состояния ее исполнительных органов - силовых цилиндров, то есть является ограниченным в применении.The essence of this method lies in the fact that according to the graphs previously prepared during the preliminary tests of the machines, the dependences of the pressure p of the working fluid in the hydraulic system on the force F on the load suspension axis and on the stroke S of the cylinder rod of the linkage mechanism, the pressure actuation of the automatic device and the safety valve of the control valve. Drawing up such schedules during preliminary tests of various machines will also require considerable laboriousness. At the same time, the procedure for checking and adjusting the pressure of the working fluid in the hydraulic system (by means of the valve of the safety device of the distributor) using the manometer available in the tractor spare parts is given in the factory operating instructions. In addition, the above method of testing the hydraulic system does not provide an assessment of the technical condition of its executive bodies - power cylinders, that is, it is limited in application.
Известна система диагностирования гидропривода, содержащая снабженный нагрузочным механизмом гидротестер с устанавливаемым в его корпусе датчиком температуры рабочей жидкости, датчиком давления рабочей жидкости и датчиком расхода рабочей жидкости, обеспечивающая диагностирование гидропривода в целом и его основных агрегатов путем измерения расхода, температуры и давления рабочей жидкости, а также частоты вращения привода насоса. По разнице расходов рабочей жидкости в насосе и гидролиниях вычисляются внутренние утечки гидропривода (АС СССР 1721325, МПК F15B 19/00, публ. 1992). По названному в указанной работе способу диагностирования данная система может быть принята за прототип.A known hydraulic drive diagnosis system comprising a hydraulic tester equipped with a loading mechanism with a working fluid temperature sensor, a working fluid pressure sensor and a working fluid flow sensor, is provided for diagnosing the hydraulic drive as a whole and its main units by measuring the flow rate, temperature and pressure of the working fluid, and also the speed of the pump drive. According to the difference in the flow rate of the working fluid in the pump and the hydraulic lines, the internal leakage of the hydraulic drive is calculated (AS USSR 1721325, IPC F15B 19/00, publ. 1992). According to the diagnostic method mentioned in this paper, this system can be taken as a prototype.
Так как расходы рабочей жидкости в поршневой и штоковой полостях при работе гидроцилиндра всегда различны (ввиду неодинаковых объемов поступающей и вытесняемой рабочей жидкости с учетом вычитаемого объема, занимаемого самим штоком), сравнительно кратковременны (скорость перемещения штока обычно составляет не менее 0,2 м/с, а полный ход поршня - не более 0,8 м) и ограничены вместимостью его рабочих полостей, то относительно небольшое отклонение измеренной гидротестером разности расходов рабочей жидкости в цилиндре от ее нормативного значения (то есть внутренние перетечки и снижение объемного к.п.д.), зависящее к тому же от перепада давлений в его полостях (величина которого также зависит от степени засоренности фильтрующих элементов сливной линии), слабо выражено, трудно контролируемо с учетом погрешности шкалы гидротестера и не всегда достаточно для заключения о работоспособности гидроцилиндра.Since the flow rates of the working fluid in the piston and rod cavities during the operation of the hydraulic cylinder are always different (due to the unequal volumes of the incoming and displaced working fluid, taking into account the subtracted volume occupied by the rod itself), they are relatively short-lived (the speed of the rod is usually not less than 0.2 m / s , and the full stroke of the piston is not more than 0.8 m) and is limited by the capacity of its working cavities, then the relatively small deviation of the difference in the flow rate of the working fluid in the cylinder measured by the hydrotester from its standard value (i.e., internal overflows and a decrease in volumetric efficiency), which also depends on the pressure difference in its cavities (the value of which also depends on the degree of clogging of the filter elements of the drain line), is weakly expressed, and is difficult to control, taking into account the scale error a hydrotester and not always enough to conclude that the hydraulic cylinder is working.
Применение гидротестера для нахождения величины объемного к.п.д. цилиндра путем замера действительного расхода жидкости на линии слива, вытесняемой поршнем из штоковой полости, и сравнения его с расчетным значением имеет следующие недостатки: гидротестер не измеряет объем перетечек в цилиндре, а лишь текущий (относительно кратковременный) расход вытесняемой жидкости, что дает косвенные данные, так как штоковое пространство цилиндра - это не гидролиния, а полость, поэтому важен не только расход жидкости через названный прибор, а еще и продолжительность его существования, то есть действительный объем вытесняемой жидкости за один рабочий ход штока, нагруженного определенной силой полезного сопротивления; не учитывается влияние степени засоренности фильтрующих элементов линии слива на перепад давлений в полостях цилиндра.The use of a hydraulic tester to find the volumetric efficiency cylinder by measuring the actual fluid flow rate on the drain line displaced by the piston from the rod cavity and comparing it with the calculated value has the following disadvantages: the hydrotest does not measure the volume of leakages in the cylinder, but only the current (relatively short-term) flow rate of the displaced fluid, which gives indirect data, since the rod space of the cylinder is not a hydraulic line, but a cavity, therefore, not only the flow rate of the liquid through the named device is important, but also the duration of its existence, that is, the actual volume in displace the liquid in one working stroke, the force loaded specific desired resistance; the influence of the degree of clogging of the filtering elements of the drain line on the pressure drop in the cylinder cavities is not taken into account.
Задача изобретения - упростить процесс испытания гидроцилиндров механизма навески мобильных машин без их демонтажа, сократить трудоемкость работ и расширить область применения способа испытаний гидроцилиндров механизма навески машин.The objective of the invention is to simplify the process of testing the hydraulic cylinders of the linkage mechanism of mobile machines without dismantling, reduce the complexity of the work and expand the scope of the method of testing the hydraulic cylinders of the linkage mechanism of machines.
С целью упрощения поиска неисправности и сокращения трудоемкости работ предлагается методика определения объемного к.п.д. гидроцилиндра (цилиндров), путем сравнения которого с предельно допустимым значением по условию его работоспособности определяется неисправность.In order to simplify the troubleshooting and reduce the complexity of the work, a method for determining the volumetric efficiency is proposed. hydraulic cylinder (s), by comparing which with the maximum permissible value, a malfunction is determined by the condition of its operability.
Сущность предлагаемого способа испытания гидроцилиндров механизма навески на мобильной машине заключается в том, что пускают двигатель, прогревают рабочую жидкость в гидросистеме, нагружают механизм навески с постоянно возрастающим усилием (наличие технологического усилия - силы полезного сопротивления на штоке гидроцилиндра обеспечивает объективные данные значений объемного к.п.д. в течение рабочего процесса) до давления срабатывания предохранительного клапана, контроль состояния уплотнения каждого гидроцилиндра производят путем замера перепада давления в его полостях, а также скорости перемещения штока, с последующим нахождением расчетно-графическим методом без разрыва гидролинии текущих значений расходов жидкости в его штоковой и поршневой полостях, после сравнения отношения которых с заранее заданным предельно допустимым значением принимается решение о необходимости снятия гидроцилиндра с машины для сдачи в ремонт, при этом условие работоспособности гидроцилиндра имеет вид:The essence of the proposed method for testing the hydraulic cylinders of the hitch mechanism on a mobile machine is that they start the engine, warm the working fluid in the hydraulic system, load the hitch mechanism with an ever-increasing force (the presence of technological force — the useful resistance force on the hydraulic cylinder rod provides objective data on the volumetric etc. during the working process) to the pressure of the safety valve, the state of the seal of each hydraulic cylinder is monitored measuring the differential pressure in its cavities, as well as the speed of the rod, followed by the calculation-graphical method without breaking the hydraulic line of the current values of fluid flow in its rod and piston cavities, after comparing the relationship of which with a predetermined maximum permissible value, a decision is made on the need to remove the hydraulic cylinder from the machine for delivery for repair, while the condition for operability of the hydraulic cylinder is:
где ηоб.ц - текущий объемный к.п.д. гидроцилиндра;where η rev.c - current volumetric efficiency hydraulic cylinder;
ν1 - скорость выдвижения штока гидроцилиндра;ν 1 - the speed of the extension of the rod of the hydraulic cylinder;
Q1 - расход жидкости, поступающей в поршневую полость цилиндра;Q 1 - flow rate of fluid entering the piston cavity of the cylinder;
D - внутренний диаметр гидроцилиндра;D is the inner diameter of the hydraulic cylinder;
d - диаметр штока гидроцилиндра;d is the diameter of the cylinder rod;
Q2 - расход жидкости, вытесняемой из штоковой полости цилиндра;Q 2 - flow rate of fluid displaced from the rod cavity of the cylinder;
[ηоб.ц] - предельно допустимый объемный к.п.д. гидроцилиндра.[η ob.ts ] - maximum permissible volumetric efficiency hydraulic cylinder.
Это упрощает процесс испытаний, исключает необходимость разрыва гидролиний цилиндра, не оснащенных быстросъемным соединением, сокращает трудоемкость работ и время поиска неисправности, исключает разлив и загрязнение рабочей жидкости, а также попадание в гидросистему машины воздуха. Предлагаемый способ позволяет испытывать и те гидроцилиндры механизма навески, для которых нагрузка штоков методом вывешивания машины на рабочем оборудовании при его упоре о грунт неприемлема по конструктивным признакам, что расширяет область его применения. Нагрузка таких гидроцилиндров силой полезного сопротивления может производиться в процессе выполнения рабочих операций при номинальной частоте вращения приводного вала насоса и определенном давлении рабочей жидкости в прогретой гидросистеме, например, путем удержания золотника распределителя в положении "Подъем" или "Опускание" при максимальном давлении, отрегулированном клапаном его предохранительного устройства.This simplifies the testing process, eliminates the need for rupture of cylinder hydraulic lines that are not equipped with a quick-detachable connection, reduces the complexity of work and the time for troubleshooting, eliminates the spill and contamination of the working fluid, as well as air entering the hydraulic system of the machine. The proposed method allows you to test those hydraulic cylinders of the hitch mechanism, for which the rod load by hanging the machine on the working equipment when it is resting on the ground is unacceptable by design, which expands the scope of its application. The load of such hydraulic cylinders by the force of useful resistance can be carried out during work operations at a nominal speed of the drive shaft of the pump and a certain pressure of the working fluid in a heated hydraulic system, for example, by holding the valve spool in the “Raise” or “Lower” position at the maximum pressure adjusted by the valve its safety device.
Отличительной особенностью предлагаемого способа испытаний является алгоритм вычисления текущего значения объемного к.п.д. гидроцилиндра и выражение для его определения.A distinctive feature of the proposed test method is the algorithm for calculating the current value of volumetric efficiency. hydraulic cylinder and expression for its definition.
Теоретическое обоснование предлагаемого способа испытания гидроцилиндров механизма навески на мобильной машине поясняется схемой, приведенной на фиг.1. При выдвижении поршня и штока гидроцилиндра на определенную величину хода Х за промежуток времени Δt объем и соответственно расход поступающей в поршневую полость рабочей жидкости ΔV1 и ΔQ1 больше объема ΔV2 и расхода ΔQ2 жидкости, вытесняемой из его штоковой полости:The theoretical justification of the proposed method for testing the hydraulic cylinders of the hitch mechanism on a mobile machine is illustrated by the circuit shown in figure 1. When the piston and the hydraulic cylinder rod are extended by a certain amount of stroke X over a period of time Δt, the volume and, accordingly, the flow rate of the working fluid ΔV 1 and ΔQ 1 entering the piston cavity is greater than the volume ΔV 2 and the flow rate ΔQ 2 of the fluid displaced from its rod cavity:
При этом отношение этих объемов и расходов составит:Moreover, the ratio of these volumes and expenses will be:
где k - постоянная величина, заданная конструкцией гидроцилиндра; отсюда ΔQ2=kΔQ1 - величина расхода жидкости в штоковой полости цилиндра.where k is a constant value specified by the design of the hydraulic cylinder; hence ΔQ 2 = kΔQ 1 is the amount of fluid flow in the rod cavity of the cylinder.
Таким образом, у исправного гидроцилиндра при полном отсутствии внутренних перетечек жидкости из поршневой в штоковую полости при его работе отношение Q2/Q1=(D2-d2)/D2 есть величина постоянная и заранее легко определяемая. Например, при значениях D=0,1 м и d=0,07 м:Thus, a working hydraulic cylinder with the complete absence of internal fluid flow from the piston to the rod cavity during its operation, the ratio Q 2 / Q 1 = (D 2 -d 2 ) / D 2 is a constant and easily determined in advance. For example, with values of D = 0.1 m and d = 0.07 m:
kном=(D2-d2)/D2=(0,12-0,072)/0,12=0,51, т.е. Q2/Q1=0,51.k nom = (D 2 -d 2 ) / D 2 = (0.1 2 -0.07 2 ) / 0.1 2 = 0.51, i.e. Q 2 / Q 1 = 0.51.
При номинальном значении kном=0,51 для данного примера величина объемного к.п.д. ηоб.ц, учитывающего внутренние перетечки рабочей жидкости между полостями гидроцилиндра, равна 1,0.When the nominal value of k nom = 0.51 for this example, the volumetric volumetric efficiency η ob.ts , taking into account the internal flow of the working fluid between the cavities of the hydraulic cylinder, is equal to 1.0.
Если уплотнение поршня изношено, то дополнительная часть расхода жидкости будет пополнять Q2, несколько уменьшая в функции расхода перепад давлений Δр=р1-р2 и усилие на штоке, преодолевающее силу полезного сопротивления при работе машины, и тогда коэффициент k увеличивается.If the piston seal is worn, then an additional part of the fluid flow rate will replenish Q 2 , somewhat decreasing the pressure drop Δр = р 1 -р 2 and the rod force, which overcomes the force of useful resistance during machine operation, as a function of the flow rate, and then the coefficient k increases.
То есть, сравнивая действительное отношение расходов Q2/Q1 с номинальным, равным в данном примере 0,51, можно сделать заключение о падении его объемного к.п.д. ηоб.ц, а при достижении величины коэффициента k критического значения (соответствующему предельному значению ηоб.ц) - демонтировать гидроцилиндр с машины для сдачи его в ремонт.That is, comparing the actual ratio of expenses Q 2 / Q 1 with the nominal one equal to 0.51 in this example, we can conclude that its volumetric efficiency is falling η rev.c , and when the coefficient k reaches the critical value (corresponding to the limiting value η rev.c ) - dismantle the hydraulic cylinder from the machine for delivery for repair.
При этом небольшие утечки рабочей жидкости по штоку в виде смазывающей пленки обязательны, иначе наступает граничное или сухое трение кинематических пар цилиндра, что значительно сокращает срок их службы.In this case, small leaks of the working fluid along the rod in the form of a lubricating film are required, otherwise boundary or dry friction of the kinematic pairs of the cylinder occurs, which significantly reduces their service life.
Величина перетечек между полостями гидроцилиндра, характеризуемая ηоб.ц, прямо пропорциональна перепаду давления в них Δр=р1-р2.The magnitude of the crossflows between the cavities of the hydraulic cylinder, characterized by η vol.ts , is directly proportional to the pressure drop in them Δp = p 1 -p 2 .
Известно, что между давлением р и расходом Q жидкости в гидроприводе нет линейной зависимости. Расход жидкости пропорционален квадратному корню из величины давления: 
где Ai - коэффициент, определяемый опытным путем.where A i is a coefficient determined empirically.
Опытный коэффициент А1 для поршневой полости гидроцилиндра механизма навески, например, бульдозера на базе трактора Т-130.1.Г-1 тягового класса 10 т может быть предварительно определен по следующей методике.The experimental coefficient A 1 for the piston cavity of the hydraulic cylinder of the hitch mechanism, for example, a bulldozer based on the T-130.1. G-1 tractor of a traction class of 10 t, can be previously determined by the following method.
Потребная мощность привода насоса вращательного движения для обеспечения одновременной работы двух гидроцилиндров отвала:The required drive power of the rotary motion pump to ensure the simultaneous operation of two blade hydraulic cylinders:
где ΣRпс - заданная технической характеристикой максимальная сумма сил полезного сопротивления на штоках гидроцилиндров (кН) при номинальной частоте вращения nN=1250 об/мин коленчатого вала дизеля Д-160 (максимальная мощность Ne max=117 кВт); νшт - заданная технической характеристикой скорость выдвижения штоков, м/с; ηгм.н, ηгм. ц - гидромеханические к.п.д. насоса и цилиндров (принимаются по справочным данным).where ΣR ps is the maximum sum of the useful resistance forces on the hydraulic cylinder rods (kN) specified by the technical characteristic at a nominal speed n N = 1250 rpm of the D-160 diesel crankshaft (maximum power N e max = 117 kW); ν pc - the extension speed of the rods specified by the technical characteristic, m / s; η gm.n , η gm. c - hydromechanical efficiency pump and cylinders (accepted according to the reference data).
При номинальной мощности дизеля для заданных условий работы гидроцилиндров бульдозера коэффициент отбора мощности kN составит:At the rated diesel power for the given operating conditions of the hydraulic cylinders of the bulldozer, the power take-off coefficient k N will be:
39,34 кВт·100%/117 кВт=33,62%=0,336.39.34 kW100% / 117 kW = 33.62% = 0.336.
Полезная мощность насоса Nп от приводной Nн отличается на величину потерь, характеризуемых общим к.п.д. насоса ηо=ηгηмηоб.н. Для используемых в базовых тракторах шестеренных насосов их общий к.п.д. ηо можно предварительно принять равным 0,85. Тогда полезная мощность насоса при заданной нагрузке гидроцилиндров бульдозера составит:The useful power of the pump N p from the drive N n differs by the amount of losses characterized by the overall efficiency pump η about = η g η m η vol . For gear pumps used in basic tractors, their overall efficiency is η about can be previously taken equal to 0.85. Then the useful power of the pump at a given load of the hydraulic cylinders of the bulldozer will be:
Nп=Nнηо=39,34·0,85=33,44 кВт.N p = N n η o = 39.34 · 0.85 = 33.44 kW.
Частота вращения вала насоса nн при известном передаточном числе его привода (i=0,6856) и номинальной частоте вращения коленчатого вала приводящего его дизеля составит: nн=1250/0,6856=1823 об/мин.The rotational speed of the pump shaft n n with the known gear ratio of its drive (i = 0.6856) and the nominal rotational speed of the crankshaft of the diesel engine driving it will be: n n = 1250 / 0.6856 = 1823 rpm.
Действительная подача установленного на машине насоса НШ-100 с рабочим объемом V0=98,8 см3 при предварительно определенном значении его объемного к.п.д. (например, ηоб.н=0,94) составит:The actual supply of the NSh-100 pump installed on the machine with a working volume of V 0 = 98.8 cm 3 at a predetermined value of its volumetric efficiency (for example, η vol.n = 0.94) will be:
Qн=2Q1=V0nнηоб.н=98,8·1823·0,94=169,3 л/мин=0,00282 м3/с.Q n = 2Q 1 = V 0 n n η vol.n = 98.8 · 1823 · 0.94 = 169.3 l / min = 0.00282 m 3 / s.
Давление, развиваемое насосом НШ-100, при номинальной частоте вращения приводного вала: рном=p1=Nп/Qн=33,44/0,00282=11858 кПа.The pressure developed by the pump NSh-100, at a nominal frequency of rotation of the drive shaft: p nom = p 1 = N p / Q n = 33.44 / 0.00282 = 11858 kPa.
Опытный коэффициент А1 для каждого из двух цилиндров механизма навески 
Нахождение опытного коэффициента А2, позволяющего вычислить расход жидкости Q2 через штоковую полость с одновременной поправкой на изменение перепада давления в полостях цилиндра в зависимости от перепада давления на входе и выходе магистрального фильтра, осуществляется с использованием опытной зависимости: 
Она позволит находить как неизвестное опытный коэффициент А2 при прочих известных величинах, входящих в это выражение, с учетом изменения перепада давления жидкости в полостях цилиндра, в том числе вследствие различной степени загрязнения фильтрующих элементов линии слива жидкости в процессе эксплуатации гидропривода.It will make it possible to find, as unknown, the experimental coefficient A 2 with other known values included in this expression, taking into account changes in the differential pressure of the fluid in the cylinder cavities, including due to the varying degrees of contamination of the filter elements of the fluid drain line during operation of the hydraulic actuator.
Действительные расходы и соответствующие им давления рабочей жидкости в обслуживающих полости цилиндра гидролиниях (напорной и сливной) при заданном режиме работы гидропривода предварительно измеряют гидротестером и строят зависимости расхода жидкости от ее давления.The actual costs and the corresponding pressure of the working fluid in the hydraulic lines serving the cylinder cavity (pressure and drain) for a given hydraulic drive operation mode are preliminarily measured by a hydraulic tester and the dependences of the fluid flow on its pressure are built.
Построив для данной группы цилиндров при установившейся температуре в гидролинии опытные зависимости 
Определив отношение текущих расходов жидкости в полостях цилиндра Q2/Q1=k и сравнив его значение с предельно допустимым [k], принимается решение о необходимости снятии цилиндра с машины для сдачи в ремонт.Having determined the ratio of current fluid flow rates in the cylinder cavities Q 2 / Q 1 = k and comparing its value with the maximum permissible [k], a decision is made on the need to remove the cylinder from the machine for repair.
Пусть отношение Q2/Q1=0,7; тогда 0,7-0,51=0,19, перетечки жидкости из поршневой полости в штоковую составят: 0,19·100%/0,51=37,25%. Значит объемный к.п.д. гидроцилиндра снизился на 37,25% и составил 100%-37,25%=62,75%, то есть ηоб.ц≈0,63, что ниже предельно допустимых значений, например 0,8…0,85 (определяются по экономической составляющей путем оптимизации эксплуатационных расходов).Let the ratio Q 2 / Q 1 = 0.7; then 0.7-0.51 = 0.19, the flow of fluid from the piston cavity into the rod will be: 0.19 · 100% / 0.51 = 37.25%. So volumetric efficiency the hydraulic cylinder decreased by 37.25% and amounted to 100% -37.25% = 62.75%, that is, η vol.ts ≈0.63, which is below the maximum permissible values, for example 0.8 ... 0.85 (determined by economic component by optimizing operating costs).
Проверку полученного значения объемного к.п.д. можно произвести, измерив скорость движения штока (при его выдвижении и втягивании) и расход жидкости в полостях гидроцилиндра по следующим формулам:Verification of the obtained value of volumetric efficiency can be done by measuring the speed of the rod (when it is extended and retracted) and the flow rate in the cavities of the hydraulic cylinder according to the following formulas:
где ν1 и ν2 - соответственно скорости выдвижения и втягивания штока, м/с.where ν 1 and ν 2 are, respectively, the speed of extension and retraction of the rod, m / s.
Сложив выражения (5) и (6) и разделив их на два, получим выражение для нахождения текущего значения объемного к.п.д. ηоб.ц гидроцилиндра по варьируемым факторам расхода жидкости Q1, Q2 и скорости выдвижения штока ν1. Тогда условие работоспособности гидроцилиндра имеет вид:Adding expressions (5) and (6) and dividing them into two, we obtain an expression for finding the current value of volumetric efficiency. η rev.c of the hydraulic cylinder according to the variable factors of fluid flow Q 1 , Q 2 and stem extension velocity ν 1 . Then, the condition for the operability of the hydraulic cylinder is:
После сравнения полученного текущего значения ηоб.ц с предельно допустимым делается заключение о работоспособности гидроцилиндра.After comparing the obtained current value η rev.c with the maximum allowable, a conclusion is drawn on the operability of the hydraulic cylinder.
Реализация предлагаемого способа испытания гидроцилиндров механизма навески мобильных машин без их демонтажа с машины осуществляется в следующей последовательности выполняемых операций:Implementation of the proposed method for testing the hydraulic cylinders of the hitch mechanism of mobile machines without dismantling them from the machine is carried out in the following sequence of operations:
- при отсутствии течи по штоку (при наличии - устранить на месте) включением золотника гидрораспределителя рабочая жидкость попеременно подается несколько раз из поршневой полости цилиндра (цилиндров) в штоковую и наоборот до достижения температуры жидкости в гидробаке 40…60°С. Более нагретая в зоне хода поршня гильза гидроцилиндра косвенно свидетельствует о возможном дросселировании жидкости через уплотнение поршня (по наружной либо внутренней поверхности поршня), поэтому диагностирование начинается с этого (более "теплого") гидроцилиндра;- in the absence of leakage on the rod (if present, fix it in place) by turning on the valve spool, the working fluid is alternately supplied several times from the piston cavity of the cylinder (s) to the rod and vice versa until the temperature of the liquid in the hydraulic tank reaches 40 ... 60 ° С. A cylinder liner that is warmer in the piston stroke zone indirectly indicates a possible throttling of the liquid through the piston seal (along the outer or inner piston surface), therefore, the diagnosis begins with this (warmer) cylinder;
- при номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля гидроцилиндры механизма навески нагружаются расчетной нагрузкой, например, до давления срабатывания предохранительного клапана гидрораспределителя (удерживая его рычаг в положении "Подъем" или "Опускание");- at the nominal frequency of rotation of the crankshaft of the diesel engine, the hydraulic cylinders of the hitch mechanism are loaded with the calculated load, for example, up to the operating pressure of the safety valve of the control valve (holding its lever in the "Raise" or "Lower" position);
- замеряются давления p1 и р2 при выдвижении штока и по графику находятся соответствующие значения расходов Q1 и Q2;- pressure p 1 and p 2 are measured when the stem is extended and the corresponding flow rates Q 1 and Q 2 are found according to the schedule;
- вычисляется отношение Q2/Q1=k и сравнивается с ранее рассчитанным допустимым значением [k], после чего принимается решение о демонтаже гидроцилиндра с машины и сдаче его в ремонт.- the ratio Q 2 / Q 1 = k is calculated and compared with the previously calculated acceptable value [k], after which a decision is made to dismantle the hydraulic cylinder from the machine and return it for repair.
Предлагаемый способ позволяет упростить технологию испытаний, сократить затраты труда и средств и расширить функциональные возможности.The proposed method allows to simplify the test technology, reduce labor costs and funds, and expand functionality.
Для осуществления прогнозирования остаточного технического ресурса гидроцилиндра необходимо знать величину поля допуска параметра состояния, то есть его номинальное Пн и предельное Пп значения. В качестве номинального значения параметра состояния цилиндра удобно использовать величину, обратную k, то есть Пн=1/k=Q1/Q2, для ранее приведенного примера Пн=1/0,51=1,96. Предельное значение Пп параметра состояния цилиндра определяется допустимым значением его объемного к.п.д., например для [ηоб.ц]=0,8, то есть 80%: 1,96-100%=Пп-80%, Пп=1,568. По окончании измерения параметра состояния подсчитывается коэффициент технического ресурса по формуле: Pi=(Пп-Пi)/(Пп-Пн), здесь Пi - измеренное значение параметра состояния. Первое измерение параметра состояния должно производиться через некоторое время после начала эксплуатации цилиндра, например для бульдозера при первом техническом обслуживании ТО-2 через 250 моточасов работы. Второе и последующие измерения производятся через некоторый промежуток времени, который определяется состоянием цилиндра, при этом, однако, промежуток времени не должен быть меньше 100 моточасов. В результате двух измерений получают значения: P1 - коэффициент технического ресурса при предшествующем измерении; P2 - коэффициент технического ресурса при текущем измерении; T1 - наработка цилиндра при предшествующем измерении; Т2 - наработка цилиндра при текущем измерении. Полученные значения должны быть округлены до ближайшего табличного значения. По справочным таблицам находится прогноз остаточного технического ресурса цилиндра. Пример: пусть при наработке T1=250 моточасов текущее значение параметра состояния цилиндра П1=1/ki=Q1i/Q2i=1,8, тогда соответствующий коэффициент технического ресурса цилиндра P1=(1,568-1,8)/(1,568-1,96)=0,592; а при последующей наработке Т2=1000 моточасов текущее значение параметра состояния П2=1,65, тогда коэффициент технического ресурса цилиндра Р2=(1,568-1,65)/(1,568-1,96)=0,209. Округляем исходные данные в большую сторону до табличных значений: P1=0,6, P2=0,2, T1=300, Т2=1000, получаем прогноз Т'ост=470 моточасов. Округляем исходные данные в меньшую сторону до табличных значений: P1=0,5, P2=0,2, T1=200, Т2=1000, получаем прогноз Т''ост=1150 моточасов. Средняя прогнозируемая наработка цилиндра после второго измерения: Тост=(Т'ост+Т''ост)/2=(470+1150)/2=810 моточасов.To predict the residual technical life of the hydraulic cylinder, it is necessary to know the value of the tolerance field of the state parameter, that is, its nominal P n and the limiting P n value. As the nominal value of the state parameter of the cylinder, it is convenient to use the reciprocal of k, that is, P n = 1 / k = Q 1 / Q 2 , for the above example, P n = 1 / 0.51 = 1.96. The limiting value of P n of the state parameter of the cylinder is determined by the permissible value of its volumetric efficiency, for example, for [η vol. ] = 0.8, that is 80%: 1.96-100% = P n -80%, P n = 1,568. At the end of the measurement of the state parameter, the coefficient of the technical resource is calculated by the formula: P i = (P p -P i ) / (P p -P n ), here P i is the measured value of the state parameter. The first measurement of the state parameter should be made some time after the start of operation of the cylinder, for example, for a bulldozer during the first maintenance of TO-2 after 250 operating hours. The second and subsequent measurements are made after a certain period of time, which is determined by the state of the cylinder, while, however, the period of time should not be less than 100 hours. As a result of two measurements, the following values are obtained: P 1 - coefficient of technical resource in the previous measurement; P 2 - coefficient of technical resource in the current measurement; T 1 - the operating time of the cylinder in the previous measurement; T 2 - the operating time of the cylinder in the current measurement. The resulting values should be rounded to the nearest table value. According to the reference tables, the forecast of the remaining technical life of the cylinder is found. Example: suppose that at an operating time of T 1 = 250 hours, the current value of the state parameter of the cylinder is P 1 = 1 / k i = Q 1i / Q 2i = 1.8, then the corresponding coefficient of the technical resource of the cylinder is P 1 = (1.568-1.8) / (1.568-1.96) = 0.592; and with the subsequent operating time T 2 = 1000 operating hours, the current value of the state parameter is P 2 = 1.65, then the coefficient of the technical resource of the cylinder is P 2 = (1.568-1.65) / (1.568-1.96) = 0.209. We round up the initial data up to tabular values: P 1 = 0.6, P 2 = 0.2, T 1 = 300, T 2 = 1000, we get the forecast T ' ost = 470 hours. We round the initial data down to the tabular values: P 1 = 0.5, P 2 = 0.2, T 1 = 200, T 2 = 1000, we get the forecast T '' ost = 1150 hours. The average predicted cylinder life after the second measurement: T oost = (T ' ost + T'' ost ) / 2 = (470 + 1150) / 2 = 810 engine hours.
Claims (1)
где ηоб.ц - текущий объемный к.п.д. гидроцилиндра;
ν1 - скорость выдвижения штока гидроцилиндра;
Q1 - расход жидкости, поступающей в поршневую полость гидроцилиндра;
D - внутренний диаметр гидроцилиндра;
d - диаметр штока гидроцилиндра;
Q2 - расход жидкости, вытесняемой из штоковой полости гидроцилиндра;
[ηоб.ц] - предельно допустимый объемный к.п.д. гидроцилиндра. A method of testing the hydraulic cylinders of the hitch mechanism on a mobile machine, in which the engine is started, the working fluid in the hydraulic system is heated, the hitch mechanism is loaded with an ever-increasing force to the pressure of the safety valve, characterized in that the seal state of each hydraulic cylinder is monitored by measuring the pressure difference in its cavities , as well as the speed of movement of the rod, with the subsequent finding by calculation and graphical method, without breaking the hydraulic line, the current values of the costs Liquids in his rod and the piston cavities, after comparing the relations of which with a predetermined maximum permissible value of the decision on the need to remove the cylinder from the machine for delivery to the repair, and the condition of cylinder performance is as follows:
where η rev.c - current volumetric efficiency hydraulic cylinder;
ν 1 - the speed of the extension of the rod of the hydraulic cylinder;
Q 1 - flow rate of fluid entering the piston cavity of the hydraulic cylinder;
D is the inner diameter of the hydraulic cylinder;
d is the diameter of the cylinder rod;
Q 2 - the flow rate of the fluid displaced from the rod cavity of the hydraulic cylinder;
[η ob.ts ] - maximum permissible volumetric efficiency hydraulic cylinder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010126419/06A RU2451842C2 (en) | 2010-06-28 | 2010-06-28 | Test technique for hydrocylinders of charge mechanism on mobile machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010126419/06A RU2451842C2 (en) | 2010-06-28 | 2010-06-28 | Test technique for hydrocylinders of charge mechanism on mobile machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010126419A RU2010126419A (en) | 2012-01-10 |
| RU2451842C2 true RU2451842C2 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=45783288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010126419/06A RU2451842C2 (en) | 2010-06-28 | 2010-06-28 | Test technique for hydrocylinders of charge mechanism on mobile machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451842C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2634051C2 (en) * | 2014-12-02 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Hydraulic cylinder for machines traction testing |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1721325A1 (en) * | 1988-03-02 | 1992-03-23 | Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению "ВНИИстройдормаш" | Hydraulic drive diagnostics system |
| RU2157472C2 (en) * | 1997-01-10 | 2000-10-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия | Tractor hitch mechanism hydraulic system testing method |
| DE10138777A1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Kunze Silvia | Leak detection method for use with the pressure lines of a hydraulic or pneumatic machine, whereby pressure is measured over time and compared with stored reference pressure values to determine if a threshold is exceeded |
-
2010
- 2010-06-28 RU RU2010126419/06A patent/RU2451842C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1721325A1 (en) * | 1988-03-02 | 1992-03-23 | Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению "ВНИИстройдормаш" | Hydraulic drive diagnostics system |
| RU2157472C2 (en) * | 1997-01-10 | 2000-10-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия | Tractor hitch mechanism hydraulic system testing method |
| DE10138777A1 (en) * | 2001-08-07 | 2003-02-20 | Kunze Silvia | Leak detection method for use with the pressure lines of a hydraulic or pneumatic machine, whereby pressure is measured over time and compared with stored reference pressure values to determine if a threshold is exceeded |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2634051C2 (en) * | 2014-12-02 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Hydraulic cylinder for machines traction testing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010126419A (en) | 2012-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9470167B2 (en) | System and method for estimating high-pressure fuel leakage in a common rail fuel system | |
| EP2207969B1 (en) | Hydraulic drive system and diagnostic control strategy for improved operation | |
| US11353106B2 (en) | Hydraulic system for an automatic transmission of a motor vehicle | |
| KR101918424B1 (en) | Construction machine management system | |
| CN102312882A (en) | Be used for monitoring method, monitoring device and the fluid turbine of the member of oil hydraulic circuit | |
| US20210372521A1 (en) | Hydraulic system for an automatic gearbox of a motor vehicle | |
| CN104454748A (en) | Reliable comprehensive energy-saving hydraulic test device for gear pumps, overflow valves and one-way valves | |
| EP4080066A1 (en) | Construction machine | |
| US10385841B2 (en) | Pump monitoring and notification system | |
| US10907631B2 (en) | Pump ripple pressure monitoring for incompressible fluid systems | |
| RU2451842C2 (en) | Test technique for hydrocylinders of charge mechanism on mobile machine | |
| US20190234514A1 (en) | Hydraulic system for an automatic transmission of a motor vehicle | |
| RU2560972C2 (en) | Method of in-place diagnostics of wear of bearings of internal combustion engine | |
| RU2464454C2 (en) | Diagnostics method of hydraulic cylinders of hinge system on mobile machine | |
| RU2390746C1 (en) | Method of in-place diagnostics of ice con rod bearing wear | |
| RU2517968C2 (en) | Procedure for in-place diagnostics of main bearings wear in internal combustion engine | |
| UA151705U (en) | Stand for diagnostics of the hydraulic system of the equipment | |
| RU2509927C1 (en) | Diagnostics bench similar to hydraulic systems of machines of communal purpose | |
| RU2788794C2 (en) | Method for automated control of tightness of pumping unit of hydraulic machines of volumetric action | |
| US20240068204A1 (en) | Method for monitoring operation of a hydraulic system | |
| RU2160855C1 (en) | Hydrostatic drive condition evaluation method | |
| RU2725919C1 (en) | Control method of technical condition of gas turbine engine fuel regulating system pump | |
| UA118569U (en) | METHOD OF CONTROL OF THE TECHNICAL STATE OF THE OPERATING VOLUME OF AXIAL-PISTON HYDRAULIC PUMP HYDRAULIC PUMP | |
| KR102065258B1 (en) | Method for monitoring flow rate of lubricating oil pump | |
| US11649706B2 (en) | Pump jack system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120629 |